預(yù)拌混凝土在恩施地區(qū)的應(yīng)用-恩施興州建設(shè)工程有限責(zé)任公司

1、預(yù)拌混凝土在恩施地區(qū)的應(yīng)用張彥勝劉錦州張平譚任重李國(guó)志摘 要：恩施州率先在恩施市城區(qū)推廣應(yīng)用預(yù)拌混凝土，雖然起步較晚，但發(fā)展趨勢(shì)卻異常迅猛。由于資 源條件的限制，既缺乏天然砂，同時(shí)又缺乏外摻料，使得恩施地區(qū)的預(yù)拌混凝土具有明顯的地方特色。本 文介紹了低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土在無(wú)摻合料的情況下如何配制出機(jī)制砂泵送混凝土的措施，并根據(jù)這種混凝 土的特性，為揚(yáng)其所長(zhǎng)、避其所短，利用本地資源豐富的煤殲石經(jīng)燃燒后充分磨細(xì)替代粉煤灰，作為混凝 土外摻料使用，使恩施地區(qū)的預(yù)拌混凝土真正成為多組分現(xiàn)代混凝土的一些體會(huì)。提出了發(fā)展預(yù)拌混凝土 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土砂石料，尤其是對(duì)機(jī)制砂質(zhì)量的監(jiān)管。關(guān)鍵詞：摻合料人工砂 預(yù)拌混

2、凝土二oo三年十月六日商務(wù)部、公安部、建設(shè)部和交通部聯(lián)合下發(fā)的商改委341號(hào)關(guān) 于限期禁止在城市城區(qū)現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土的通知文件指出：全國(guó)各地區(qū)應(yīng)采取措施鼓勵(lì)發(fā)展 預(yù)拌混凝土和干粉沙漿，并將限期禁止在城市城區(qū)現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土納入工作日程。二oo五 年以前縣級(jí)市都要按此要求進(jìn)行改造。二oo七年九月一日，恩施州率先在恩施市城區(qū)推廣應(yīng)用預(yù)拌混凝土，雖然起步較晚, 但發(fā)展趨勢(shì)卻異常迅猛。預(yù)拌混凝土企業(yè)由2007年的兩家，到今年已增至四家，利川市和 來(lái)鳳縣于2010年已各自建成一家并投產(chǎn)，巴東縣的一家也將在年內(nèi)建成，州內(nèi)的其他縣市 如建始、宣恩、鶴峰、咸豐也在積極籌劃之中。預(yù)計(jì)在很短的時(shí)間內(nèi)，恩施州所轄六縣二

3、市 將全面“禁現(xiàn)”。3年多來(lái)，預(yù)拌混凝土用量?jī)H恩施城區(qū)已超過100萬(wàn)方，兩家攪拌站年平均銷售量都在 15萬(wàn)方以上。預(yù)拌混凝土被廣泛應(yīng)用于房屋建筑工程、基礎(chǔ)設(shè)施工程和“兩路”（滬渝高速 公路和宜萬(wàn)鐵路）建設(shè)工程中，為恩施近幾年的快速發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。恩施市許多具有 地標(biāo)性的建筑，以及施州大橋、連珠大橋、紅旗大橋、川氣東送工程在恩施境內(nèi)的清江過江 隧道等重點(diǎn)工程，都是由于預(yù)拌商品混凝土的使用，才大大加快了工程進(jìn)度，而且工程質(zhì)量 得到了充分保證。由于原材料的顯著差異，除巴東縣以外，恩施州其他縣、市的預(yù)拌商品混凝土，與湖北 省東、中部地區(qū)相比，具有明顯的地方特色。主要表現(xiàn)在：天然砂缺乏，細(xì)集料主要以

4、人工 砂為主；外摻料（粉煤灰等）缺乏，混凝土配合比通常缺少一個(gè)組份；各種原材料價(jià)格比其 他地區(qū)高出很多，影響到混凝土材料成本以至整個(gè)制造成本較高。人工砂預(yù)拌混凝土在貴州、重慶等省市以及“兩路”建設(shè)中早已成熟應(yīng)用，并積累了相 當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是在恩施地區(qū)，當(dāng)使用機(jī)制砂而又不可能摻入外摻料時(shí)，如何既保證硬化 混凝土的質(zhì)量，又保證混凝土拌合物的質(zhì)量（尤其是可泵性），成為恩施地區(qū)推廣應(yīng)用預(yù)拌 混凝土初期極需考慮和解決的問題。一、無(wú)摻合料的機(jī)制砂預(yù)拌混凝土國(guó)標(biāo)gb/t14684-2001建筑用砂首次將人工砂列為混凝土用砂，確定了人工砂的定 義、技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。所謂人工砂是指，凡經(jīng)除土處理的機(jī)制砂、混

5、合砂統(tǒng)稱為人工砂。 機(jī)制砂是由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75 mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化 巖石的顆粒?；旌仙笆怯蓹C(jī)制砂和天然砂混合制成的砂。作為混合砂，無(wú)論天然砂的比例占 多大，都應(yīng)當(dāng)執(zhí)行人工砂的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。由于砂廠制砂設(shè)備和工藝的不同，機(jī)制砂的粒型和級(jí)配會(huì)有很大區(qū)別，顆粒級(jí)配有的穩(wěn) 定、有的不穩(wěn)定，同一個(gè)砂廠有時(shí)穩(wěn)定、有時(shí)不穩(wěn)定，恩施地區(qū)的機(jī)制砂基本為粗砂，細(xì)度 模數(shù)在2. 8-3. 6之間。砂的級(jí)配很難標(biāo)準(zhǔn)地落入到某個(gè)級(jí)配區(qū)內(nèi)，砂的石粉含量時(shí)多時(shí)少， 但是，國(guó)標(biāo)對(duì)人工砂的主要技術(shù)指標(biāo)基本能滿足要求。恩施地區(qū)外摻料匱乏，礦渣幾乎沒有，粉煤灰十分稀少而且價(jià)格昂貴，差不

6、多近似于水 泥的價(jià)格，除特殊情況以外，商品混凝土中幾乎未使用摻合料。恩施地區(qū)的混凝土以c25 和c30占絕大部分，對(duì)低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，如何在無(wú)摻合料的情況下配制出機(jī)制砂泵送混 凝土呢？預(yù)拌混凝土推廣應(yīng)用初期，我們根據(jù)中國(guó)建筑科學(xué)院建筑材料研究所冷發(fā)光研究員 等的實(shí)地指導(dǎo)，通過近幾年的實(shí)踐，有如下膚淺體會(huì)。1、盡可能利用低強(qiáng)度等級(jí)的水泥配制混凝土，c35以下的混凝土均采用當(dāng)?shù)厝A新水泥 廠的p.c. 32. 5復(fù)合水泥，以增加混凝土中的粉料含量。2、同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，當(dāng)用機(jī)制砂代替天然砂時(shí)，由于機(jī)制砂的需水量大，坍落 度明顯減小，同一強(qiáng)度等級(jí)、同一坍落度要求的混凝土，機(jī)制砂混凝土每方的需水量

7、要多 10-15公斤。3、在沒有外摻料的情況下，機(jī)制砂混凝土的砂率較天然砂混凝土宜提高1%-2%。4、充分利用機(jī)制砂中的石粉。石粉含量控制在10-12%。石粉雖然不具有活性，但是石 粉的粒徑一般在80pm以下，從而具有微集料填充效果。有資料稱：在人工砂混凝土中，石 粉填充了其中的孔隙，可以較明顯改善混凝土的孔隙特征，改善漿一一集料界面結(jié)構(gòu)，石粉 在水泥水化過程中起到一定的晶核作用，誘導(dǎo)水泥的水化產(chǎn)物析晶，加速水泥水化，并參加 水泥的水化反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，并阻止鈣磯石向單硫型的水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。5、石子最大粒徑25mm,按5-16mm和25mm兩級(jí)以1比4的比例配制。6、使用聚竣酸高效減水

8、劑。通過以上措施，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和試配，配制的無(wú)摻合料機(jī)制砂混凝土基本達(dá)到泵送要求， 并且具有以下特性。1、拌合物有可泵性，較少泌水，但保塑性不理想，漿體不能很好地包裹石子，坍落度 可達(dá)到要求，但坍落擴(kuò)張度不大。攪拌運(yùn)輸車卸料時(shí)首尾處的混凝土?xí)r有發(fā)生泵送不順暢的 情況。2、需水量比天然砂雖然要高，但在不增加水泥的前提下水灰比略有變大后，一般情況 下，混凝土實(shí)測(cè)強(qiáng)度并不降低。3、人工砂的混凝土密實(shí)度大、抗?jié)B、抗凍性能好，其它物理力學(xué)性能和長(zhǎng)期耐久性均 能達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。但是，在低等級(jí)混凝土中為達(dá)到可泵送目的，加大了砂中石粉含量, 混凝土漿體體積增大，拌制的混凝土比天然砂的干燥收縮偏大一些，尤其是在

9、薄板結(jié)構(gòu)中更 為明顯。4、由于機(jī)制砂粗糙，混凝土拌合物的摩阻力比天然砂混凝土拌合物要大得多，對(duì)機(jī)械 和泵管的磨損加快。據(jù)有關(guān)廠家介紹，在使用天然砂混凝土?xí)r泵管的正常壽命是5萬(wàn)方左右, 但我們?cè)诒盟蜔o(wú)摻合料的機(jī)制砂混凝土?xí)r，泵管的壽命只有2萬(wàn)方左右。這種只增加外加劑而無(wú)摻合料的機(jī)制砂混凝土，并不是高性能混凝土，因而也不是真正 意義上的現(xiàn)代混凝土。二、有摻合料的機(jī)制砂預(yù)拌混凝土商品混凝土企業(yè)作為一種環(huán)保企業(yè)，主要是從它能利用工業(yè)廢物這個(gè)角度而言的，如果 不能通過商品混凝土的推廣而大量利用廢物，則大大失去了商品混凝土的環(huán)保意義。對(duì)于上 述仍停留在傳統(tǒng)混凝土意義上的純機(jī)制砂混凝土，為了揚(yáng)其所長(zhǎng)、避其所

10、短，不得不尋找恩 施地區(qū)能夠起摻合料作用的原材料。摻合料與外加劑在混凝土中所起的作用是相同的，都能調(diào)節(jié)和改善硬化混凝土及混凝土 拌合物的性能，正因?yàn)槿绱耍藗冇址Q外摻料為礦物外加劑，但是，它們的作用機(jī)理和效果 是不一樣的，因此二者不能互為取代，只有同時(shí)添加才能起到相輔相成的作用。正宗的粉煤灰應(yīng)該是由燃燒鍋爐煙道中收集的灰粉，恩施地區(qū)這種粉煤灰缺乏。但是， 一切含火山灰活性的物質(zhì)都能夠用于混凝土中做摻合料。恩施地區(qū)的煤渣和窖灰以及煤稈石 大量存在，它們都是具有火山灰活性的物質(zhì)，煤渣和窖灰經(jīng)過一定的處理并磨細(xì)，煤殲石經(jīng) 過充分燃燒后磨細(xì)，并通過嚴(yán)格的檢驗(yàn)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，是可以用于混凝土中做摻合料的

11、。 事實(shí)上，水泥廠在生產(chǎn)復(fù)合硅酸鹽水泥時(shí)，既然能把石粉和燃燒后磨細(xì)的煤殲石粉（我們暫 且將它稱為“煤殲石燒磨粉”，以下同）作為水泥混合材使用，為什么不能把這種煤殲石燒 磨粉作為混凝土的摻合料呢？當(dāng)然，在使用之前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備。1、調(diào)查廠家生產(chǎn)煤稈石燒磨粉的生產(chǎn)過程。即燃燒或中溫?zé)峄罨幚磉^程、機(jī)械活化 （粉磨）處理過程。2、通過嚴(yán)格的檢測(cè)。一是廠家的自檢報(bào)告；二是送第三方有資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè); 三是由混凝土生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行復(fù)檢。關(guān)于適用標(biāo)準(zhǔn)，我們參照gbt-18736-2002高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑和 gbt1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰進(jìn)行檢測(cè)，要求合理控制化學(xué)成分和

12、礦物學(xué) 成分、尤其是s03含量、燒失量，以及細(xì)度、需水量比、活性系數(shù)等指標(biāo)。3、嚴(yán)格的混凝土性能試驗(yàn)，看其是否滿足調(diào)節(jié)和改善硬化混凝土和混凝土拌合物性能 的要求。通過以上調(diào)查、檢測(cè)、試配三個(gè)環(huán)節(jié)，說(shuō)明煤稈石燒磨粉是可以作摻合料使用的。使用機(jī)制砂配制混凝土，應(yīng)同時(shí)利用聚竣酸高性能外加劑和煤殲石燒磨粉進(jìn)行雙重調(diào) 節(jié)，另外，機(jī)制砂中的石粉與煤殲石燒磨粉復(fù)合后又可產(chǎn)生疊加效應(yīng)，因此，其混凝土性能 不但較無(wú)摻料機(jī)制砂混凝土有明顯的改善，而且比有摻合料的天然砂混凝土更加優(yōu)異。在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，還充分考慮煤稈石燒磨粉在性能上與粉煤灰的差別，除微集料效應(yīng)、 填充效應(yīng)都近似于粉煤灰外，其形態(tài)（滾珠）效應(yīng)、活性效應(yīng)

13、不如粉煤灰。由于材料的顯著 差異，基于規(guī)程的配合比設(shè)計(jì)不太適合機(jī)制砂和煤稈石燒磨粉的情況，為此，我們以陳建奎 教授現(xiàn)代混凝土配合比全計(jì)算法設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型和博士生導(dǎo)師余志武的淺談自密實(shí)高 性能混凝土配合比的計(jì)算方法為理論，以丁抗生教授全計(jì)算法混凝土配合比設(shè)計(jì)模板 為方法，以本地混凝土原材料技術(shù)參數(shù)為基礎(chǔ)，用excel軟件制作了本攪拌站使用的混凝土 配合比設(shè)計(jì)模板。該模板可計(jì)算從c10-c55等級(jí)的機(jī)制砂摻本地煤殲石燒磨粉的混凝土配合 比，各種配比經(jīng)試配檢驗(yàn)，通過不斷優(yōu)化，無(wú)論是拌合物和易性，還是硬化混凝土性能均優(yōu) 于無(wú)摻合料的機(jī)制砂混凝土。三、加強(qiáng)對(duì)混凝土砂石料的質(zhì)量監(jiān)管恩施地區(qū)在推廣預(yù)拌混凝土

14、的過程中對(duì)質(zhì)量的監(jiān)控是高度重視的。體現(xiàn)在恩施州政發(fā) 2006 6號(hào)文恩施土家族苗族自治州預(yù)拌商品混凝土管理辦法和恩施州建發(fā)200723 號(hào)文恩施土家族苗族自治州預(yù)拌商品混凝土質(zhì)量監(jiān)督管理辦法（試行）這兩個(gè)文件上， 特別是后來(lái)州質(zhì)檢站通過廣泛征求意見制定的預(yù)拌商品混凝土質(zhì)量管理實(shí)施細(xì)則更加具 體地規(guī)范了開發(fā)商、監(jiān)理單位、建設(shè)施工企業(yè)、預(yù)拌商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量責(zé)任，具有 起點(diǎn)高、要求科學(xué)合理、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。然而,值得注意的是，對(duì)混凝土原材料質(zhì)量的監(jiān)管尤其是對(duì)砂石料的質(zhì)量監(jiān)管沒有到位。 作為一個(gè)年生產(chǎn)量在全國(guó)以若干億噸計(jì)量的偌大的砂石生產(chǎn)企業(yè)，只有有關(guān)部門監(jiān)督安全生 產(chǎn)，卻沒有一個(gè)部門將其質(zhì)

15、量納入經(jīng)常的監(jiān)管之下。國(guó)家和行業(yè)除了有一個(gè)混凝土用砂石質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)以外，對(duì)砂石企業(yè)的生產(chǎn)條件與質(zhì)量條件卻無(wú)所要求。恩施地區(qū)的砂石生產(chǎn)企業(yè)全部 沒有自己的實(shí)驗(yàn)室，不能給用戶提供材質(zhì)檢驗(yàn)單或產(chǎn)品合格證，質(zhì)量管理體系更是無(wú)從談起。 相對(duì)于天然砂，機(jī)制砂的粒型和級(jí)配都是可以調(diào)整和改進(jìn)的的顯著優(yōu)勢(shì)未得到充分利 用。砂石廠商生產(chǎn)什么產(chǎn)品，用戶只能接受什么產(chǎn)品，商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)為了保證自身 產(chǎn)品的質(zhì)量和信譽(yù)，不得不通過“車車目測(cè)”和“加大復(fù)檢頻率”等方式來(lái)加大監(jiān)控力度, 許多產(chǎn)品常常連目測(cè)都不能通過，退貨的情況時(shí)有發(fā)生。這嚴(yán)重阻礙了預(yù)拌混凝土的健康發(fā) 展，阻礙了縮短我國(guó)混凝土與發(fā)達(dá)國(guó)家混凝土差距的步伐。在國(guó)

16、家和行業(yè)尚未采用取措施扭 轉(zhuǎn)這種局面之前，許多地區(qū)已認(rèn)識(shí)到砂石質(zhì)量對(duì)混凝土質(zhì)量的重要性，由預(yù)拌混凝土管理部 門對(duì)混凝土原材料實(shí)行質(zhì)量準(zhǔn)入制度，無(wú)疑是一種行之有效的辦法。參考文獻(xiàn)：%1 含石粉人工砂替代河砂在混凝土施工中的分析和應(yīng)用中國(guó)水利水電第十三工程局 侯學(xué)剛，蔣曉東%1 淺談宜萬(wàn)線機(jī)制砂混凝土配合比技術(shù)研究鐵道第四勘察設(shè)計(jì)院工程測(cè)試中心高 峰%1 db50/5030-2004機(jī)制砂、混合砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)%1 gbt-18736-2002高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑%1 gbt1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰%1 用聚竣酸高效減水劑與人工砂配制人工砂混凝土山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院劉尊明山 東建筑大學(xué)逢魯峰%1 現(xiàn)代混凝土配合比全計(jì)算法設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型北京工業(yè)大學(xué)陳建奎%1 全計(jì)算法混凝土配合比設(shè)計(jì)模板建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所丁抗生，浙江省 溫州市萬(wàn)年混凝土公司王國(guó)兵，浙江省杭州市欣達(dá)混凝土公司 康